癌症治疗领域迎来重大突破。中核集团原子能科学研究院成功打通新型医用同位素铽-161的制备工艺全流程，样品核纯度高达99.9%。这一成就与人工智能的深度结合，为精准医疗开辟了全新路径——从核素分子设计到分离工艺优化，AI技术正在重塑核医学的研发效率与临床应用边界。
诊疗一体化的抗癌新星：铽-161的独特生物学机制
铽-161并非传统意义上的单一功能性核素，而是全球新一代诊疗一体化医用放射性同位素。它同时具备成像诊断与靶向治疗双重作用：释放的β射线能够有效摧毁实体肿瘤病灶，而大量额外释放的俄歇电子和内转换电子，则能精准破坏癌细胞的DNA双链结构，尤其擅长清除微转移灶和散在癌细胞。
这种“双管齐下”的机制，使得铽-161对肿瘤局部辐射剂量更高，对正常器官组织的损伤却显著降低。在临床前研究中，铽-161标记的靶向药物在前列腺癌、神经内分泌肿瘤模型中展现出优于传统核素（如镥-177）的肿瘤控制率，特别是在微小病灶和远处转移灶的清除能力上，优势尤为突出。
值得注意的是，人工智能在核素靶向载体的设计中也扮演着关键角色。通过AI画图生成的分子结构模拟，研究人员可以快速筛选出与肿瘤表面受体亲和力最强的配体，从而提升铽-161的靶向递送效率。这种AI辅助的理性设计，将传统试错周期从数月缩短至数周。
制备工艺的“超级挑战”：如何将杂质控制在ppb级
医用铽-161对核纯度及放化纯度的要求极其苛刻——核纯度必须达到99.9%以上，放化纯度不低于99%，且铁、铜、锌等金属杂质浓度需控制在ppb级别（10⁻¹¹~10⁻⁷）。这一标准相当于在1000吨海水中提取出1克纯盐，同时去除所有其他成分。
核心难点在于如何将铽-161与前体材料钆-160、放射性杂质以及各种金属离子进行高效分离。国际上虽然已有提取方法，但回收率和杂质去除率长期偏低，难以满足临床级需求。原子能院放射化学研究所采用集成产品开发（IPD）管理模式，自主构建了涵盖钆-160靶件制备、中子辐照及分离纯化的完整工艺链条。
在这一过程中，AI技术被引入到工艺参数优化环节。通过训练大量实验数据，大模型训练预测了不同温度、pH值、流速下分离柱的吸附效率，从而确定了最佳纯化条件。团队先后完成天然与高丰度富集钆靶件的辐照实验，并成功实施多次分离纯化热试验，最终打通全流程，化学回收率与杂质去除率均刷新国内纪录。
铽-161 vs 传统核素：最新科技如何改写治疗规则
目前临床常用的治疗性核素包括碘-131、镥-177、钇-90等，它们主要依靠β射线杀伤肿瘤，但对微小转移灶的覆盖能力有限。铽-161的额外俄歇电子释放特性，使其在亚细胞尺度上具有更强的DNA破坏能力，尤其适用于治疗已扩散到淋巴、骨髓等部位的微转移灶。
从辐射物理特性看，铽-161的β射线平均能量约为154 keV，与镥-177（134 keV）相近，但其俄歇电子的产额是镥-177的10倍以上。这意味着相同剂量下，铽-161能对肿瘤细胞造成更密集的DNA损伤，且对骨髓的毒性更低。
这一最新科技突破的背后，是AI技术对核素物理特性和生物效应的深度建模。文生图生成的能谱分布图与细胞损伤热力图，帮助医生直观理解不同核素的治疗窗口。此外，AI工具导航整合了全球核素数据库与临床案例，为治疗方案的个性化选择提供决策支持。
国产化之路：从实验室到产线的AI赋能
当前我国医用核素严重依赖进口，铽-161的国产化制备将极大降低医疗成本，并保障供应链安全。原子能院下一步将固化核素制备工艺，并积极推进规模化制备技术开发与成果转化。
规模化生产面临多重挑战：靶件辐照时间需精确控制，分离纯化流程需连续稳定运行，产品质量需实时在线监测。人工智能在这些环节中大有可为——通过企业数字化转型，建立数字孪生工厂，模拟不同生产条件下的产出效率；利用计算机视觉对分离柱状态进行实时识别，自动调整操作参数。
同时，AI技术也在加速核素药物的临床转化。AI Agent技术可以自动分析患者影像数据，结合铽-161的剂量学模型，生成个性化的治疗计划，避免传统“一刀切”方案带来的过度辐照或治疗不足。
未来展望：人工智能与核医学的深度融合
铽-161的成功制备，只是我国核医疗产业升级的起点。随着AI技术的不断渗透，未来核素研发将进入“智能设计”时代——从候选核素的筛选、靶向载体的优化，到治疗方案的个性化定制，全链条由AI驱动。
例如，通过生成式AI，可以设计出与肿瘤微环境特异性结合的纳米抗体，进一步降低正常组织摄取；利用强化学习，可以优化放疗中核素的注射剂量与时间窗口，实现“精准轰炸”。
此外，AI工具箱正在成为核医学研究者的标配，它集成了数据清洗、模型训练、剂量计算等模块，让非计算机背景的医生也能轻松调用AI能力。随着AI画图等工具在医学影像分析中的普及，核素治疗后的疗效评估也将更加自动化和标准化。
在这场AI与核医学的碰撞中，我们看到的不仅是技术迭代，更是治疗理念的革新——从“杀灭肿瘤”到“智能清除”，从“经验用药”到“数字决策”。铽-161的国产化，恰好为这场变革提供了最关键的“弹药”。